低温超高压连续流细胞破碎仪学习教案

1、会计学1低温低温(dwn)超高压连续流细胞破碎仪超高压连续流细胞破碎仪第一页，共21页。物理物理(wl)破碎法：利用超声波、压力差或温度差破碎法：利用超声波、压力差或温度差 等将细胞破碎。等将细胞破碎。 化学渗透法：利用酸、碱、表面活性剂和有化学渗透法：利用酸、碱、表面活性剂和有 机溶剂等试剂，采用化学法处机溶剂等试剂，采用化学法处 理可以改变细胞壁或膜的通透理可以改变细胞壁或膜的通透 性从而使内合物有选择地渗透性从而使内合物有选择地渗透 出来。出来。酶学破碎法：利用各种水解酶，将细胞壁分酶学破碎法：利用各种水解酶，将细胞壁分 解，使细胞内含物释放出来。解，使细胞内含物释放出来。 第1页/共2

2、0页第二页，共21页。 匀匀 浆浆 器器 将剪碎的组织置于匀浆器中来回研磨将剪碎的组织置于匀浆器中来回研磨, ,细胞得于破碎细胞得于破碎. . 细胞破碎程度比捣碎细胞破碎程度比捣碎(do (do su)su)机高，适用于量少动物脏器组织。机高，适用于量少动物脏器组织。存在的问题存在的问题: :团状或丝状真菌造成堵塞团状或丝状真菌造成堵塞, ,较小的革兰较小的革兰氏阳性菌及一些亚细胞器氏阳性菌及一些亚细胞器, ,质地坚硬质地坚硬, ,易损伤易损伤(snshng)(snshng)匀浆。匀浆。第2页/共20页第三页，共21页。存在问题存在问题: : 超声波破碎在实验室使用较普遍，处超声波破碎在实验室

3、使用较普遍，处理少量样品时操作简便理少量样品时操作简便, ,液量损失少液量损失少, ,但是超声波产但是超声波产生生(chnshng)(chnshng)的化学自由基团能使某些敏感性的化学自由基团能使某些敏感性活性物质变性失活。散热均有困难，要采取相应降活性物质变性失活。散热均有困难，要采取相应降温 措 施温 措 施 . . 对 超 声 波 敏 感 核 酸 应 慎 用 。对 超 声 波 敏 感 核 酸 应 慎 用 。第3页/共20页第四页，共21页。存在的问题存在的问题: :时间长时间长, ,效率低效率低, ,化学试剂毒性较化学试剂毒性较强强, ,同时对产物同时对产物(chnw)(chnw)也有毒

4、副作用，进也有毒副作用，进一步分一步分离时需要用透析等方法除去这些试剂离时需要用透析等方法除去这些试剂, ,通用性通用性差差. .某种试剂只能作用于某些特定类型的微生某种试剂只能作用于某些特定类型的微生物细胞。物细胞。 第4页/共20页第五页，共21页。存在的问题存在的问题: :易造成产物抑制作用易造成产物抑制作用, ,导致胞内物质释放率导致胞内物质释放率低的重要低的重要(zhngyo)(zhngyo)因素。而且溶酶价格高，限制因素。而且溶酶价格高，限制了大规模使用。另酶溶法通用性差，不同菌种需选择不了大规模使用。另酶溶法通用性差，不同菌种需选择不同的酶有一定局限性，不适宜大量的蛋白质提取同的

5、酶有一定局限性，不适宜大量的蛋白质提取, ,使进使进一步纯化带来困难。一步纯化带来困难。第5页/共20页第六页，共21页。 低温超高压连续流细胞破碎仪的问世填补了市场低温超高压连续流细胞破碎仪的问世填补了市场空白空白.细胞高压破碎时会产生一定的热量，而此仪器细胞高压破碎时会产生一定的热量，而此仪器设计有冷却循环水装置，将破碎时产生的热量吸收设计有冷却循环水装置，将破碎时产生的热量吸收降温，为我们实验降温，为我们实验(shyn)工作带来了极大的方便。工作带来了极大的方便。低温超高压连续流细胞破碎仪在内部核心结构设计低温超高压连续流细胞破碎仪在内部核心结构设计方面，经过反复设计方面，经过反复设计,

6、计算和实验计算和实验(shyn),找到了剪找到了剪切效应、碰撞效应、空穴效应三种效应搭配的最佳切效应、碰撞效应、空穴效应三种效应搭配的最佳比例。比例。 JN-3000PLUSJN-3000PLUS低温低温(dwn)(dwn)超高压连续流细胞破碎仪超高压连续流细胞破碎仪第6页/共20页第七页，共21页。超高压细胞超高压细胞(xbo)(xbo)破碎破碎原理图原理图第7页/共20页第八页，共21页。 空穴效应：空穴效应： 被柱塞压缩的样品内积聚了极高的能被柱塞压缩的样品内积聚了极高的能量量,通过可调节限流缝隙时瞬间失压，造成通过可调节限流缝隙时瞬间失压，造成(zo chn)高能释高能释 放引起空穴爆

7、炸，致使物料强烈粉碎细化。放引起空穴爆炸，致使物料强烈粉碎细化。剪切效应：在高压条件下，工作区内形成了高剪切效应：在高压条件下，工作区内形成了高 强度的能量聚集，当流体流经均质阀微小的流道强度的能量聚集，当流体流经均质阀微小的流道 时所产生强烈时所产生强烈(qin li)的湍流和剪切效应将流体中颗粒或滴的湍流和剪切效应将流体中颗粒或滴 分解成微小的粒子。分解成微小的粒子。碰撞效应：通过可调节限流缝隙的样品以上述极高的线碰撞效应：通过可调节限流缝隙的样品以上述极高的线速度，撞击到用特殊速度，撞击到用特殊(tsh)材料制成的撞环上，造成材料制成的撞环上，造成样品粉碎。样品粉碎。第8页/共20页第九

8、页，共21页。 低温超高压连续流细胞破碎仪利用超高压能量低温超高压连续流细胞破碎仪利用超高压能量(nngling)(nngling)使样品在柱塞的推动作用下进入均质阀，使样品在柱塞的推动作用下进入均质阀，在均质阀内被加压，通过狭缝瞬间释放在均质阀内被加压，通过狭缝瞬间释放, ,产生剪切效应、产生剪切效应、空穴效应、碰撞效应空穴效应、碰撞效应. .在这三种效应作用下使细胞破碎，在这三种效应作用下使细胞破碎，使样品均质化或分散乳化、颗粒纳米化。全过程在使样品均质化或分散乳化、颗粒纳米化。全过程在4-4-66的低温循环水浴中进行，保持原有物质活性和性能。的低温循环水浴中进行，保持原有物质活性和性能。

9、工工 作作 原原 理理第9页/共20页第十页，共21页。JN-3000PLUSJN-3000PLUS第10页/共20页第十一页，共21页。1.1.样品破碎全过程都在样品破碎全过程都在4 4 6 6 低温水浴中进行，低温水浴中进行， 保持原有物质活性和性能保持原有物质活性和性能2.2.自动进样，可连续工作，升自动进样，可连续工作，升/ /小时小时3.3.样品处理量最少样品处理量最少5ml5ml4.4.主机使用液压动力，高压主机使用液压动力，高压(goy)(goy)状态可任意停机、开机，状态可任意停机、开机， 压力保持不变压力保持不变5.5.冲洗系统镜面抛光冲洗系统镜面抛光316L316L不锈钢管

10、道，防止样品残留不锈钢管道，防止样品残留6.6.可在位清洗灭菌可在位清洗灭菌7.7.采用物理破碎方法，无化学残留物采用物理破碎方法，无化学残留物8.8.操作简单，使用方便操作简单，使用方便特特 点点第11页/共20页第十二页，共21页。 1.大肠杆菌大肠杆菌(d chn n jn)等细菌破碎；酵母等细菌破碎；酵母/灵芝孢子灵芝孢子 等真菌破碎；等真菌破碎； 2.蓝藻蓝藻/绿藻等藻类破碎；绿藻等藻类破碎； 3.线虫等动、植物细胞破碎；线虫等动、植物细胞破碎； 4.放线菌破碎；嗜热菌破碎，原核分枝杆放线菌破碎；嗜热菌破碎，原核分枝杆 菌破碎；菌破碎； 5.酶的制备和分离；重组多肽的制备；酶的制备和

11、分离；重组多肽的制备；应用应用(yngyng)范围范围第12页/共20页第十三页，共21页。 6.晶体工程；蛋白晶体；晶体工程；蛋白晶体； 7.乳剂、脂质体等纳米乳化均质；微乳乳剂、脂质体等纳米乳化均质；微乳 纳米混悬剂；蓝藻纳米混悬剂；蓝藻/绿藻等藻类破碎绿藻等藻类破碎(p su)； 8.中草药破碎中草药破碎(p su)提取内容物；提取内容物； 9.超高压诱变育种；超高压诱变育种；10.纳米油墨、纳米油漆、纳米染料；超微纳米油墨、纳米油漆、纳米染料；超微 细化，超细粉碎；细化，超细粉碎； 第13页/共20页第十四页，共21页。 大肠杆菌大肠杆菌(d chn(d chn n jn)n jn)与

12、酵母一次破碎与酵母一次破碎率均达率均达95%-99% 95%-99% 应用(yngyng)实例 图1大肠杆菌(d chn n jn)破壁前 图图2 2：大肠杆菌破壁后：大肠杆菌破壁后第14页/共20页第十五页，共21页。 大肠杆菌大肠杆菌(d chn(d chn n jn)n jn)与酵母一次与酵母一次破碎率均达破碎率均达99%- 95%99%- 95%应用(yngyng)实例 图1 灵芝孢子(boz)破壁前 图图2 2：灵芝孢子破壁后：灵芝孢子破壁后 灵芝孢子的破壁率可达灵芝孢子的破壁率可达95%95%左右左右第15页/共20页第十六页，共21页。应用(yngyng)实例 大肠杆菌与酵母一次

13、破碎率均达大肠杆菌与酵母一次破碎率均达99%- 95%99%- 95% 灵芝灵芝(ln(ln zh) zh)孢子的破壁率可达孢子的破壁率可达95%95%左右左右 纳米乳化后的脂质体平均纳米乳化后的脂质体平均(pngjn)(pngjn)粒度为粒度为.68nm.68nm， 最小可达最小可达28.2nm28.2nm第16页/共20页第十七页，共21页。 图:脂质体纳米乳化处理前后(qinhu)对比图 第17页/共20页第十八页，共21页。应用(yngyng)实例 大肠杆菌与酵母一次破碎率均达大肠杆菌与酵母一次破碎率均达99%- 95%99%- 95% 灵芝孢子的破壁率可达灵芝孢子的破壁率可达95%9

14、5%左右左右 纳米乳化纳米乳化(rhu)(rhu)后的脂质体平均粒度后的脂质体平均粒度为为.68nm.68nm， 最小可达最小可达28.2nm28.2nm 放线菌中某种酶失活率仅有放线菌中某种酶失活率仅有 第18页/共20页第十九页，共21页。使用使用(shyng)(shyng)前注意事项前注意事项常见问题常见问题 问题原因问题原因 处理方法处理方法工作压力升不起来工作压力升不起来空气进入到管道内空气进入到管道内单向阀接头松动单向阀接头松动清理管道内空气清理管道内空气拧紧接头拧紧接头细胞破碎率不高细胞破碎率不高选择破碎压力不正确选择破碎压力不正确样品浓度过高样品浓度过高样品粒径过粗样品粒径过粗

15、调整合适的破碎压力调整合适的破碎压力 大肠杆菌：大肠杆菌：1000pa1000pa左右左右 酵母菌：酵母菌：2000pa2000pa左右左右2.2.调低样品的浓度调低样品的浓度3.3.做好样品的预处理做好样品的预处理无工作流量或无工作流量或 流量不足流量不足单向阀不通单向阀不通破碎样品容器出液阀破碎样品容器出液阀门关闭样品无法流出门关闭样品无法流出管道内有空气管道内有空气使用了不正确的样品使用了不正确的样品浓度浓度1.1.联系工程师联系工程师2.2.打开阀门让液体样品打开阀门让液体样品 流入进液口流入进液口3.3.清除管道内空气清除管道内空气4.4.大肠杆菌浓度大肠杆菌浓度10102020 酵母菌浓度酵母菌浓度 10102020第